CN110080906B - 一种基于废水余热的发电装置 - Google Patents
一种基于废水余热的发电装置 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开的一种基于废水余热的发电装置，包括装置主体，所述装置主体位于高压水管上侧，所述装置主体上端壁内设有冷却水箱，所述冷却水箱下侧设有循环装置，所述循环装置下侧设有风冷通孔，所述风冷通孔两侧设有对称的通轴齿轮腔，连通两侧所述通轴齿轮腔设有通轴；本发明通过将高温废水的热量转换成机械能来发电，充分利用高温废水的能量，减少能源浪费，同时设有水循环及风冷为自身降温，无需额外增加设备降温。
Description
技术领域
本发明涉及余热回收领域，具体为一种基于废水余热的发电装置。
背景技术
工业生产中产生的高温废水带有大量的热量，传统工业不仅没有充分利用这份能量，还需要投入大量设备对高温废水进行降温处理，热量凭空浪费的同时降温设备的使用更增加了设备开销及能源消耗。本发明阐明的一种能解决上述问题的装置。
发明内容
技术问题：
传统工业对于生产中产生的高温废水的热量不仅没有充分利用，且降温设备的使用更增加了设备开销及能源消耗。
为解决上述问题，本例设计了一种基于废水余热的发电装置，包括装置主体，所述装置主体上端壁内设有冷却水箱，所述冷却水箱下侧设有循环装置，所述循环装置下侧设有风冷通孔，所述风冷通孔两侧设有对称的通轴齿轮腔，左右两侧的所述通轴齿轮腔之间转动设有通轴，所述通轴位于左侧所述通轴齿轮腔内部分固设有通轴左锥齿轮，左侧所述通轴齿轮腔后侧设有风冷装置，所述风冷装置与所述通轴左锥齿轮啮合连接，所述通轴位于右侧所述通轴齿轮腔内部分固设有通轴右锥齿轮，右侧所述通轴齿轮腔前端壁内固设有发电机，所述发电机后端转动设置有发电机轴，所述发电机轴后端固设有发电机锥齿轮，所述发电机锥齿轮啮合于所述通轴右锥齿轮，两侧的所述通轴齿轮腔远离所述风冷通孔一侧均设有转换装置，两侧所述转换装置通过所述通轴动力连接，所述装置主体下端面固设有高压水管，所述高压水管内部均设有两个导热管，所述导热管上端与所述转换装置连接，在所述高压水管内的所述导热管在垂直方向上均布设有九层集热片。
其中，所述转换装置包括位于与所述通轴齿轮腔远离所述风冷通孔一侧相通的飞轮腔，所述通轴远离所述风冷通孔的一端伸入所述飞轮腔内且固设有飞轮，所述飞轮腔下端壁内设有高温气缸，所述高温气缸内设有可滑动的高温活塞，所述高温活塞与所述飞轮通过高温连杆连接，所述高温连杆下端与所述高温活塞转动连接，所述高温连杆另一端与所述飞轮转动连接，所述飞轮腔后端壁内设有气缸冷却腔，所述气缸冷却腔内设有低温气缸，所述低温气缸后端与所述气缸冷却腔后端壁抵接，所述低温气缸内设有可滑动的低温活塞，所述低温活塞与所述飞轮通过低温连杆连接，所述低温连杆后端转动连接于所述低温活塞，所述低温连杆另一端转动连接于所述飞轮，所述高温气缸与所述低温气缸之间连通有气缸连接管，所述导热管上端伸入所述高温气缸，可将所述集热片收集的热量传递至所述高温气缸内部；所述转换装置可利用所述集热片收集的热量驱动所述通轴转动，实现从热能到机械能的转换。
可优选地，两侧所述转换装置内部活塞的初始位置相反，当一侧所述高温活塞位于所述高温气缸下端时，另一侧所述高温活塞位于所述高温气缸上端，两侧所述高温活塞总有一个位于做功冲程位置，可使得工作时装置不存在死区。
可优选地，两侧所述高温连杆与所述低温连杆两者转动连接于飞轮的同一位置。
其中，所述循环装置包括位于所述冷却水箱下端壁内的水泵，所述水泵上端通过循环水管连接于所述冷却水箱，所述水泵两端通过所述循环水管连接于两侧所述气缸冷却腔，所述水泵下侧设有水泵齿轮腔，所述水泵下端动力连接有水泵轴，所述水泵轴下端伸入所述水泵齿轮腔，所述水泵轴下端固设有水泵锥齿轮，所述水泵锥齿轮右端啮合有循环第一锥齿轮，所述循环第一锥齿轮中心固设有循环联动轴，所述循环联动轴两端分别转动连接于所述水泵齿轮腔左右壁内，所述循环联动轴上固设有循环第二锥齿轮，所述循环第二锥齿轮下端啮合有循环第三锥齿轮，所述循环第三锥齿轮中心固设有循环动力轴，所述循环动力轴向下伸入右侧所述通轴齿轮腔，所述循环动力轴下端固设有循环锥齿轮，所述循环锥齿轮右端啮合于所述通轴右锥齿轮；所述循环装置可将所述冷却水箱内的冷却水在所述水泵的带动下经过所述循环水管运输至两侧所述气缸冷却腔给所述低温气缸降温，并在所述气缸冷却腔内的另一端通过上述循环水管将高温的冷却水运输至所述风冷装置降温后回流到所述冷却水箱。
其中，所述风冷装置包括位于左侧的所述通轴齿轮腔后侧的皮带腔，所述皮带腔内设有风冷动力轴，所述风冷动力轴后端转动连接于所述皮带腔后端壁内，所述风冷动力轴前端伸入所述通轴齿轮腔，所述风冷动力轴前端固设有风冷锥齿轮，所述风冷锥齿轮左端与所述通轴左锥齿轮啮合，所述风冷动力轴位于皮带腔内部分固设有皮带主动轮，所述皮带主动轮右侧设有皮带从动轮，所述皮带主动轮与所述皮带从动轮通过皮带动力连接，所述皮带从动轮中心固设有风扇轴，所述风扇轴前端转动连接于所述皮带腔前端壁内，所述风扇轴后端向后伸入所述风冷通孔内，所述风扇轴后端固设有风扇，从两侧所述气缸冷却腔连接出的所述循环水管向后伸出所述装置主体至外界，外界所述循环水管位于所述风冷通孔后端的部分在水平方向上固设有十九层风冷散热片，所述风冷装置的作用是驱动所述风扇带动空气流经所述风冷散热片之间时，利用空气带走所述循环水管内部冷却水的热量。
可优选地，所述风扇位于所述风冷通孔内部，所述风冷散热片位于所述风冷通孔后侧对应位置。
本发明的有益效果是：本发明利用集热片收集高温废水热量，通过转换装置将热量转换为机械动力，从而实现余热发电，该装置安装于管道上，无需额外的能源供给，通过水循环及风冷散热可实现自身散热，可无需人员维护的长期稳定运行。
附图说明
为了易于说明，本发明由下述的具体实施例及附图作以详细描述。
图1为本发明的一种基于废水余热的发电装置的正视结构示意图；
图2为图1的“A-A”方向的结构示意图；
图3为图1的“B-B”方向的结构示意图；
图4为图1的“C”的放大示意图；
图5为图2的“D”的放大示意图。
具体实施方式
下面结合图1-图5对本发明进行详细说明，为叙述方便，现对下文所说的方位规定如下：下文所说的上下左右前后方向与图1本身投影关系的上下左右前后方向一致。
本发明涉及一种基于废水余热的发电装置，主要应用于工业生产中对工业高温废水余热的回收发电，下面将结合本发明附图对本发明做进一步说明：
本发明所述的一种基于废水余热的发电装置，包括装置主体100，所述装置主体100上端壁内设有冷却水箱45，所述冷却水箱45下侧设有循环装置400，所述循环装置400下侧设有风冷通孔46，所述风冷通孔46两侧设有对称的通轴齿轮腔42，左右两侧的所述通轴齿轮腔42之间转动设有通轴51，所述通轴51位于左侧所述通轴齿轮腔42内部分固设有通轴左锥齿轮61，左侧所述通轴齿轮腔42后侧设有风冷装置500，所述风冷装置500与所述通轴左锥齿轮61啮合连接，所述通轴51位于右侧所述通轴齿轮腔42内部分固设有通轴右锥齿轮62，右侧所述通轴齿轮腔42前端壁内固设有发电机25，所述发电机25后端转动设置有发电机轴52，所述发电机轴52后端固设有发电机锥齿轮63，所述发电机锥齿轮63啮合于所述通轴右锥齿轮62，两侧的所述通轴齿轮腔42远离所述风冷通孔46一侧均设有转换装置300，两侧所述转换装置300通过所述通轴51动力连接，所述装置主体100下端面固设有高压水管200，所述高压水管200内部均设有两个导热管29，所述导热管29上端与所述转换装置300连接，在所述高压水管200内的所述导热管29在垂直方向上均布设有九层集热片31。
根据实施例，以下对转换装置300进行详细说明，所述转换装置300包括位于与所述通轴齿轮腔42远离所述风冷通孔46一侧相通的飞轮腔41，所述通轴51远离所述风冷通孔46的一端伸入所述飞轮腔41内且固设有飞轮39，所述飞轮腔41下端壁内设有高温气缸32，所述高温气缸32内设有可滑动的高温活塞33，所述高温活塞33与所述飞轮39通过高温连杆34连接，所述高温连杆34下端与所述高温活塞33转动连接，所述高温连杆34另一端与所述飞轮39转动连接，所述飞轮腔41后端壁内设有气缸冷却腔47，所述气缸冷却腔47内设有低温气缸35，所述低温气缸35后端与所述气缸冷却腔47后端壁抵接，所述低温气缸35内设有可滑动的低温活塞36，所述低温活塞36与所述飞轮39通过低温连杆37连接，所述低温连杆37后端转动连接于所述低温活塞36，所述低温连杆37另一端转动连接于所述飞轮39，所述高温气缸32与所述低温气缸35之间连通有气缸连接管38，所述导热管29上端伸入所述高温气缸32，可将所述集热片31收集的热量传递至所述高温气缸32内部；所述转换装置300可利用所述集热片31收集的热量驱动所述通轴51转动，实现从热能到机械能的转换。
有益地，两侧所述转换装置300内部活塞的初始位置相反，当一侧所述高温活塞33位于所述高温气缸32下端时，另一侧所述高温活塞33位于所述高温气缸32上端，两侧所述高温活塞33总有一个位于做功冲程位置，可使得工作时装置不存在死区。
有益地，所述高温连杆34与所述低温连杆37两者转动连接于飞轮39的同一位置。
根据实施例，以下对循环装置400进行详细说明，所述循环装置400包括位于所述冷却水箱45下端壁内的水泵22，所述水泵22上端通过循环水管24连接于所述冷却水箱45，所述水泵22两端通过所述循环水管24连接于两侧所述气缸冷却腔47，所述水泵22下侧设有水泵齿轮腔44，所述水泵22下端动力连接有水泵轴57，所述水泵轴57下端伸入所述水泵齿轮腔44，所述水泵轴57下端固设有水泵锥齿轮72，所述水泵锥齿轮72右端啮合有循环第一锥齿轮67，所述循环第一锥齿轮67中心固设有循环联动轴56，所述循环联动轴56两端分别转动连接于所述水泵齿轮腔44左右壁内，所述循环联动轴56上固设有循环第二锥齿轮68，所述循环第二锥齿轮68下端啮合有循环第三锥齿轮69，所述循环第三锥齿轮69中心固设有循环动力轴55，所述循环动力轴55向下伸入右侧所述通轴齿轮腔42，所述循环动力轴55下端固设有循环锥齿轮71，所述循环锥齿轮71右端啮合于所述通轴右锥齿轮62；所述循环装置400可将所述冷却水箱45内的冷却水在所述水泵22的带动下经过所述循环水管24运输至两侧所述气缸冷却腔47给所述低温气缸35降温，并在所述气缸冷却腔47内的另一端通过上述循环水管24将高温的冷却水运输至所述风冷装置500降温后回流到所述冷却水箱45。
根据实施例，以下对风冷装置500进行详细说明，所述风冷装置500包括位于左侧的所述通轴齿轮腔42后侧的皮带腔43，所述皮带腔43内设有风冷动力轴53，所述风冷动力轴53后端转动连接于所述皮带腔43后端壁内，所述风冷动力轴53前端伸入所述通轴齿轮腔42，所述风冷动力轴53前端固设有风冷锥齿轮64，所述风冷锥齿轮64左端与所述通轴左锥齿轮61啮合，所述风冷动力轴53位于皮带腔43内部分固设有皮带主动轮65，所述皮带主动轮65右侧设有皮带从动轮66，所述皮带主动轮65与所述皮带从动轮66通过皮带26动力连接，所述皮带从动轮66中心固设有风扇轴54，所述风扇轴54前端转动连接于所述皮带腔43前端壁内，所述风扇轴54后端向后伸入所述风冷通孔46内，所述风扇轴54后端固设有风扇21，从两侧所述气缸冷却腔47连接出的所述循环水管24向后伸出所述装置主体100至外界，外界所述循环水管24位于所述风冷通孔46后端的部分在水平方向上固设有十九层风冷散热片23，所述风冷装置500的作用是驱动所述风扇21带动空气流经所述风冷散 热片23之间时，利用空气带走所述循环水管24内部冷却水的热量。
有益地，所述风扇21位于所述风冷通孔46内部，所述风冷散热片23位于所述风冷通孔46后侧对应位置。
以下结合图1至图5对本文中的一种基于废水余热的发电装置的使用步骤进行详细说明：
运行时，所述高压水管200内流过高温高压的水流，两侧所述集热片31收集水流的热量通过所述导热管29将热量向上传递至两侧所述高温气缸32，所述高温气缸32内气体膨胀推动所述高温气缸32，所述高温气缸32推动所述高温连杆34，两侧所述飞轮39在所述高温连杆34的带动下转动，当所述飞轮39旋转半周之后，所述高温活塞33向下，所述低温活塞36向前，将所述高温气缸32内部的高温气体通过所述气缸连接管38压入所述低温气缸35内部，高温气体在所述低温气缸35内降温后在所述飞轮39的带动下重新压回所述高温气缸32，所述飞轮39转动可带动所述通轴左锥齿轮61及所述通轴右锥齿轮62转动，所述通轴左锥齿轮61带动所述风冷锥齿轮64，进而间接带动所述风扇21转动，使空气流经所述风冷通孔46，所述通轴右锥齿轮62转动可带动所述发电机锥齿轮63转动，进而带动所述发电机25工作，用于发电，同时所述通轴右锥齿轮62带动所述循环锥齿轮71转动，进而间接带动所述水泵锥齿轮72转动，所述水泵锥齿轮72可带动所述水泵22转动，将上述冷却水箱45内的冷却水通过所述循环水管24运送至两侧所述气缸冷却腔47，冷却水在所述气缸冷却腔47内吸收所述低温气缸35的热量，通过所述循环水管24运送至所述风冷散热片23位置，由所述风扇21带动空气流动将热量吹至外界，降温后的冷却水由所述循环水管24运送回所述冷却水箱45内部，完成冷却水循环。
本发明的有益效果是：本发明利用集热片收集高温废水热量，通过转换装置将热量转换为机械动力，从而实现余热发电，该装置安装于管道上，无需额外的能源供给，通过水循环及风冷散热可实现自身散热，可无需人员维护的长期稳定运行。
通过以上方式，本领域的技术人员可以在本发明的范围内根据工作模式做出各种改变。
Claims (7)
1.一种基于废水余热的发电装置，包括装置主体；
所述装置主体上端壁内设有冷却水箱，所述冷却水箱下侧设有循环装置，所述循环装置下侧设有风冷通孔，所述风冷通孔两侧设有对称的通轴齿轮腔，左右两侧的所述通轴齿轮腔之间转动设有通轴，所述通轴位于左侧所述通轴齿轮腔内部分固设有通轴左锥齿轮，左侧所述通轴齿轮腔后侧设有风冷装置，所述风冷装置与所述通轴左锥齿轮啮合连接，所述通轴位于右侧所述通轴齿轮腔内部分固设有通轴右锥齿轮；
右侧所述通轴齿轮腔前端壁内固设有发电机，所述发电机后端转动设置有发电机轴，所述发电机轴后端固设有发电机锥齿轮，所述发电机锥齿轮啮合于所述通轴右锥齿轮，两侧的所述通轴齿轮腔远离所述风冷通孔一侧均设有转换装置；
两侧所述转换装置通过所述通轴动力连接，所述装置主体下端面固设有高压水管，所述高压水管内部均设有两个导热管，所述导热管上端与所述转换装置连接，在所述高压水管内的所述导热管在垂直方向上均布设有九层集热片。
2.如权利要求1所述的一种基于废水余热的发电装置，其特征在于：所述转换装置包括位于与所述通轴齿轮腔远离所述风冷通孔一侧相通的飞轮腔；
所述通轴远离所述风冷通孔的一端伸入所述飞轮腔内且固设有飞轮，所述飞轮腔下端壁内设有高温气缸，所述高温气缸内设有可滑动的高温活塞，所述高温活塞与所述飞轮通过高温连杆连接，所述高温连杆下端与所述高温活塞转动连接，所述高温连杆另一端与所述飞轮转动连接，所述飞轮腔后端壁内设有气缸冷却腔，所述气缸冷却腔内设有低温气缸，所述低温气缸后端与所述气缸冷却腔后端壁抵接，所述低温气缸内设有可滑动的低温活塞，所述低温活塞与所述飞轮通过低温连杆连接，所述低温连杆后端转动连接于所述低温活塞，所述低温连杆另一端转动连接于所述飞轮；
所述高温气缸与所述低温气缸之间连通有气缸连接管，所述导热管上端伸入所述高温气缸，可将所述集热片收集的热量传递至所述高温气缸内部；
所述转换装置可利用所述集热片收集的热量驱动所述通轴转动，实现从热能到机械能的转换。
3.如权利要求2所述的一种基于废水余热的发电装置，其特征在于：两侧所述转换装置内部活塞的初始位置相反，当一侧所述高温活塞位于所述高温气缸下端时，另一侧所述高温活塞位于所述高温气缸上端，两侧所述高温活塞总有一个位于做功冲程位置，可使得工作时装置不存在死区。
4.如权利要求2所述的一种基于废水余热的发电装置，其特征在于：所述高温连杆与所述低温连杆两者转动连接于飞轮的同一位置。
5.如权利要求2所述的一种基于废水余热的发电装置，其特征在于：所述循环装置包括位于所述冷却水箱下端壁内的水泵；
所述水泵上端通过循环水管连接于所述冷却水箱，所述水泵两端通过所述循环水管连接于两侧所述气缸冷却腔，所述水泵下侧设有水泵齿轮腔，所述水泵下端动力连接有水泵轴，所述水泵轴下端伸入所述水泵齿轮腔，所述水泵轴下端固设有水泵锥齿轮，所述水泵锥齿轮右端啮合有循环第一锥齿轮，所述循环第一锥齿轮中心固设有循环联动轴，所述循环联动轴两端分别转动连接于所述水泵齿轮腔左右壁内，所述循环联动轴上固设有循环第二锥齿轮，所述循环第二锥齿轮下端啮合有循环第三锥齿轮，所述循环第三锥齿轮中心固设有循环动力轴；
所述循环动力轴向下伸入右侧所述通轴齿轮腔，所述循环动力轴下端固设有循环锥齿轮，所述循环锥齿轮右端啮合于所述通轴右锥齿轮；
所述循环装置可将所述冷却水箱内的冷却水在所述水泵的带动下经过所述循环水管运输至两侧所述气缸冷却腔给所述低温气缸降温，并在所述气缸冷却腔内的另一端通过上述循环水管将高温的冷却水运输至所述风冷装置降温后回流到所述冷却水箱。
6.如权利要求5所述的一种基于废水余热的发电装置，其特征在于：所述风冷装置包括位于左侧的所述通轴齿轮腔后侧的皮带腔；
所述皮带腔内设有风冷动力轴，所述风冷动力轴后端转动连接于所述皮带腔后端壁内，所述风冷动力轴前端伸入所述通轴齿轮腔，所述风冷动力轴前端固设有风冷锥齿轮，所述风冷锥齿轮左端与所述通轴左锥齿轮啮合，所述风冷动力轴位于皮带腔内部分固设有皮带主动轮，所述皮带主动轮右侧设有皮带从动轮，所述皮带主动轮与所述皮带从动轮通过皮带动力连接，所述皮带从动轮中心固设有风扇轴，所述风扇轴前端转动连接于所述皮带腔前端壁内，所述风扇轴后端向后伸入所述风冷通孔内，所述风扇轴后端固设有风扇；
从两侧所述气缸冷却腔连接出的所述循环水管向后伸出所述装置主体至外界，外界所述循环水管位于所述风冷通孔后端的部分在水平方向上固设有十九层风冷散热片；
所述风冷装置的作用是驱动所述风扇带动空气流经所述风冷散热片之间时，利用空气带走所述循环水管内部冷却水的热量。
7.如权利要求6所述的一种基于废水余热的发电装置，其特征在于：所述风扇位于所述风冷通孔内部，所述风冷散热片位于所述风冷通孔后侧对应位置。
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